备战2020中考物理专题2-8简单机械作图题（附解析）

1 2.8 简单机械作图题 1．(2019·自贡)如图所示，轻质杠杆的 A 点挂一重物 G，绳受的拉力为 F2，O 为杠杆的支点。请在杠杆的端 点 B 处画出使杠杆保持静止的最小的力 Fl 的示意图，并作出 F2 的力臂 l2。 【答案】见解析 【解析】由图可知，将 OB 作为动力臂，动力臂就是最长的，根据杠杆平衡条件此时动力 F1 最小，然后根据 动力的方向与动力臂是垂直的关系，画出最小动力方向，力 F1 示意图如图所示；过支点作力 F2 作用线的垂 线段，即可作出力臂 L2，如图所示。 2．(2019·眉山)如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端 A 是动力的作用点，若要用最小的力搬动 石块，请标出杠杆的支点 O，并画出最小动力 F 的示意图。 【答案】 【解析】根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情况下，动力臂越大， 动力将越小。由图示可知，当杠杆与地面的接触点为支点时，作用在 A 点的动力力臂最大，此时动力最小，2 力垂直于杠杆向上，支点 O 与最小作用力 F 如图所示。 本题考查杠杆平衡条件的应用，在力与力臂乘积一定的情况下，若支点与力的作用点成为力臂，此时的力臂 最大，使用杠杆最省力。 3．(2019·深圳)如图所示，在 C 点用力把桌腿 A 抬离地面时，桌腿 B 始终没有移动，请在 C 点画出最小作 用力的示意图。 【答案】见解析 【解析】根据杠杆平衡条件，要使动力最小，动力臂应最长。连接 BC，将 BC 作为动力臂，动力臂就是最长 的，然后根据动力的方向与动力臂是垂直的关系，画出最小动力方向，如图所示。 4．(2019·威海)如图是一种活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB 是一个杠杆，杠杆在动力 F1 的作用下绕 O 点匀速转动，请在图中画出杠杆在 B 点受到阻力的示意图和 F1 的力臂。 【答案】见解析 【解析】 由图知，此时向上提起杠杆的左端，杠杆会绕 O 点顺时针转动，则 B 点会受到下面连杆向上的支持力，即阻 力的方向竖直向上，过 B 点作竖直向上的阻力 F2； 反向延长力 F1 画出力的作用线，过支点 O 作动力作用线的垂线段，即动力臂 L1，如图所示：3 5．（2019·连云港）如图所示，O 为杠杆的支点，杠杆上挂有重为 G 的物体，请画出使杠杆在图中位置静止 时最小力 F 的示意图。 【答案】在阻力与阻力臂一定时，要使动力最小，则动力臂必须最长；由图可知，O 为支点；当动力作用在 杠杆的最右端，且支点 O 到杠杆最右端的距离作为动力臂时，动力臂最长，此时的动力最小；过杠杆的最右 端作垂直于力臂向上的力 F，即为最小力 F 的示意图，如下图所示： 【解析】 在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要使动力最小，则动力臂必须最长，先确定最长的力臂——即离支点 最远的点，然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可。此题既考查了考查了最小力的确定。根据杠杆的 平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远， 所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线 就是最小的力。 6．(2019·岳阳)请画出图中杠杆动力 F 的力臂 L。 【答案】见解析 【解析】力臂是支点到力的作用线的距离。根据力臂的概念画出 F 的力臂 L。 4 反向延长 F 得到动力作用线，从支点 O 向动力作用线作垂线段，即为动力 F 的力臂 L，如图所示： 7．（2019·武威）（1）如图甲所示是羊角锤的示意图，请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力 F 的示意图。 【答案】如图所示： 【解析】 由杠杆的平衡条件 F1L1=F2L2 可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力。连接支点和力的作用点 A 即是最 大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小。 求最小的力是常见的题型，关键是找到最大的动力臂，一般来说，支点与动力作用点的连线就是最大的动力 臂。 8.（2019·天水）请在图中画出使轻质杠杆在图示位置平衡时所需最小动力 F 的示意图。 【答案】解：由杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中 支点在 O 点，因此 OB 作为动力臂最长，过 B 点做垂直于 OB 向下的力，即为使轻质杠杆的图示位置平衡所需 的最小动力 F 的示意图。如下图所示： 【解析】 杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1L1=F2L2），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，5 动力越小。 此题考查了最小力的确定，根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最 大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连 线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力。 9.(2019·常州)杠杆 OAB 可绕 O 点自由转动，为使杠杆在如图所示位置保持平衡，请画出施加于 A 点的最小 动力 F(保留作图痕迹) 【答案】如图所示 【解析】本题考查了杠杆平衡条件、最小力问题作图。需要作出最小力就需要作出最大力臂，最大力臂是支 点到动力作用点之间的线段长度，则连接 OA，OA 作为最大力臂，动力 F 与 OA 垂直向上是最小力方向。 10．(2019·盘锦)利用滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，在图中画出最省力的绳子绕法及重物所受重 力的示意图。 【答案】 【解析】图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，要想最省 力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕；从重物的中心沿竖直向下画出带箭头的线段，用 G G G6 表示重力，如图所示。 11．(2019·昆明)请画出图中力 F 的力臂，并以“L”表示。 【答案】 【解析】已知支点 O，延长 F 画出力的作用线，从支点向力 F 的作用线作垂线段，即可作出其力臂 L，如图 所示。 12．(2019·赤峰)工人沿台阶向上滚动圆柱形塑料桶如所示。他在 A 点施加力 F 使塑料桶绕 O 点向上滚动， 请画出 F 的力臂。 【答案】见解析 【解析】力臂是支点到力的作用线的距离；由支点向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂。 图中 O 为支点，反向延长力 F 画出 F 的作用线，然后从支点 O 向力 F 的作用线作垂线段，该垂线段即为力 F 的力臂 L，如图所示： 13．(2019·营口)图甲是生活中常用的一款指甲刀，其中 AOB 部分可视为杠杆，其简化示意图如图乙所示， 使用时，指甲作用在 A 点的力视为阻力。请你在乙图中画出：7 （1）作用在 A 点的阻力 F2 的示意图；（2）在 B 点施加的最小动力 F1 及动力臂 l1。 【答案】见解析 【解析】 （1）从阻力作用点 A，垂直接触面向下画一带箭头的线段表示阻力 F2，如图所示； （2）根据杠杆的平衡条件可知，动力臂越长越省力，OB 是最长的动力臂 l1；阻力使杠杆逆时针转动，动力 应使杠杆顺时针转动（这样才能使杠杆在此位置平衡），过 B 点作垂直于 OB 向下的动力 F1，如图所示： 14．(2019·通辽)请在图中画出： （1）重物所受重力的示意图； （2）拉力 F 的力臂 l。 【答案】见解析 【解析】（1）重力的方向竖直向下，作用在物体的重心上，由此画出重物受到重力的示意图； （2）杠杆可以绕某一固定点转动，这个固定点就是支点；力臂就是从支点到力的作用线的距离，由此画出 拉力 F 的力臂。 解： （1）重物受到的重力作用在它的重心（几何中心），由重心开始画一条竖直向下的有向线段，并标出符号 G， 即为其重力示意图； （2）定滑轮可以绕中间轴转动，所以支点 O 为定滑轮的轴；图中拉力 F 是斜向下的，过支点 O 作拉力 F 作 F1 F2 l18 用线的垂线段，即为拉力 F 的力臂 l，如图所示： 15．(2019·西宁)如图所示，画出杠杆 A 端所挂物体重力的示意图和杠杆 B 端所受力 F 的力臂 L。 【答案】见解析图 【解析】物体受到的重力作用在物体的重心，方向竖直向下； 先反向延长画出力 F 的作用线，从支点 O 画 F 的作用线的垂线可得其力臂 L，如图所示： 16．(2019·抚顺)如图甲所示是一个钥匙形“瓶起子”，图乙为其简化的示意图，图中O 为支点，F2 是 A 点 受到的阻力。请在图乙中画出： （1）阻力臂 l2。 （2）作用在 B 点的最小动力 F1 及其力臂 l1。 【答案】见解析 【解析】 （1）从支点 O 作动力 F2 作用线的垂线，支点到垂足的距离为动力臂 l2； （2）由杠杆平衡条件 F1 L1＝F2 L2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点 在 O 点，因此 OB 作为动力臂 l1 最长；动力的方向应该向上，过点 B 垂直于 OB 向上作出最小动力 F1 的示意 图，如图所示：9 17．(2019·大连)如图所示，用杠杆将物体A 吊起，O 是支点，请画出拉力 F1 的力臂 L1 和物体 A 所受重力的 示意图。 【答案】见解析 【解析】 O 点是杠杆的支点，从支点向拉力 F1 作用线做垂线，可得动力臂 L1； 重物的重心在物体的几何重 心，重力的方向是竖直向下的，从重心沿竖直向下的方向，画一条带箭头的线段，标上重力符号 G，如图所 示. 18．(2019·铁岭)如图甲所示是一种鸡蛋开壳器，AOB 相当于一个杠杆。图乙为其简化的示意图，图中 O 点 为支点，F2 为给鸡蛋开壳时杠杆所受阻力。请在图乙中画出： （1）给鸡蛋开壳时作用在 A 点的最小动力 F1 及其动力臂 l1。 （2）阻力臂 l2。 【答案】见解析 【解析】 （1）由杠杆平衡条件 F1 L1＝F2 L2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点 在 O 点，因此 OA 作为动力臂 l1 最长；动力的方向应该向下，过点 A 垂直于 OA 向下作出最小动力 F1 的示意 图； （2）反向延长画出 F2 的作用线，从支点 O 作动力 F2 作用线的垂线，支点到垂足的距离为动力臂 l2，如图 所示：10 19．(2019·泰州)在图乙中画出正确使用动滑轮提升重物的绕线方法。 【答案】见解析 【解析】要求图中滑轮作为动滑轮来提升物体，滑轮要随物体一起上升，所以绳子自由端要向上拉，绳子 的另一端要固定，绕线方法如图所示： 20．（2019·绥化）如图所示，轻质动滑轮处于平衡状态。请在图中画出物体所受的重力（体现动滑轮省 力），同时标出支点 O 并画出拉力 F 对应的力臂 l。 【答案】见解析 【解析】 动滑轮的支点在左边缘，从支点 O 到力 F 作用线的距离就等于 F 的力臂，如图所示； 物体的重力作用点在其几何中心，由重心向下作竖直向下的有向线段，即为其重力示意图，动滑轮动力臂 是阻力臂的两倍，所以绳子自由端拉力 F 是物体重力的 1 2，所以重力 G 的线段长是 F 的两倍，如图所示； 21．(2019·凉山)如图所示，现使用最小的力 F1 使杠杆在图示位置平衡，请画出 F1 及其对应的力臂 L1。 F111 【答案】见解析 【解析】根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，当动力臂最长时动力最小。 因为在阻力和阻力臂一定时，当动力臂最长时动力最小。O 为支点，当动力作用在 A 点时，力臂最长，则 OA 为最长力臂 L1，已知阻力 F2 方向竖直向下，为使杠杆平衡，力 F1 方向也是向下的，过 A 点作 OA 的垂线即 为最小的力 F1，如图所示： 22．(2019·达州)轻质杠杆 OABC 能够绕 O 点转动，已知 OA＝BC＝20cm，AB＝30cm，在 B 点用细线悬挂重为 100N 的物体 G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的图示（不要求写出 计算过程）。 【答案】见解析 【解析】根据杠杆的平衡条件，要使力最小，则动力臂应最长，即连接 OC 为最长的力臂，力的方向与 OC 垂直且向上， 根据勾股定理和全等三角形定理可得，动力臂 OC＝50cm， 故根据杠杆平衡条件可得：F1×OC＝G×OA， 代入数值可得：F1×50cm＝100N×20cm，解得 F1＝40N， 选取标度为 20N，过 C 点作出最小动力，使线段长度为标度的 2 倍，如图所示： 23．（2019·阜新）如图所示，用撬棍撬起石头时，O 为支点，A 为动力作用点，要求：12 （1）画出石头所受重力的示意图。 （2）画出最小动力 F1 的示意图和动力臂 l1。 【答案】见解析 【解析】（1）石头所受重力的作用点在石头的重心，方向竖直向下，从重心竖直向下画一带箭头的线段表 示石头受到的重力，如图所示。 （2）在阻力、阻力臂一定时，动力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，从A点垂直OA向上 画一带箭头的线段，可得最小动力的示意图，如图所示： 24．（2019·吉林）请在下图中画出动力 F1 的力臂 l1。 【答案】见解析 【解析】首先通过支点 O 做力 F1 的作用线的垂线，然后画上垂足，标上名称 L1 ， 如下图： 25．(2019·长春)小明和同学到福利院义务劳动时，发现有的桌子脚下装有如图甲所示的轮子。 （1）他将压杆按下，压板就会紧压在轮子上，使轮子无法滚动，桌子不容易被推动，说明用滑动代替滚动 可以 摩擦；压杆做得较宽大可以起到 压强的作用。（均选填“增大”或“減小”） （2）小明发现压杆是省力杠杆，O 为支点．请在图乙中画出压力 F 的力臂 l。 【答案】（1）增大 减小 （2）如图所示 【解析】（1）轮子不动时推桌子属于滑动摩擦，轮子能动时属于滚动摩擦，题中说轮子不动时更难推动桌13 子，说明滑动摩擦大于滚动摩擦；根据压强的公式 p＝ F S可知，当压力一定时，受力面积越大，压强越小； （2）如图： 26．（2019·广东）如图所示，拉杆式行李箱在拉力 F 的作用下静止在斜坡上，请画出行李箱受到的重力 G 的示意图，以及拉力 F 对 O 点的力臂 L。 【答案】如下图所示 【解析】 重力的方向竖直向下，从行李箱的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号 G 表示；反向延 长力 F 画出力的作用线，然后从支点 O 向力 F 的作用线作垂线段，垂线段就是力 F 的力臂 L，如图所示： 27．(2019·广安)如图所示，请画出作用在杠杆 B 端上最小的动力 F1 和阻力 F2 的力臂 l2。 【答案】见解析 【解析】阻力与阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，根据图示确定最大动力臂， 然后作出最小的动力；从支点作力的作用线的垂线段，即可作出力的力臂。 由图可知，力 F1 作用在 B 点时，力臂 L1 最大，此时力 F1 最小，力 F1 示意图如图所示；过支点作力 F2 作用 线的垂线段，即可做出力臂 L2，如图所示：14 28．(2019·南通)如图丙，O 为轻质杠杆的支点，左端挂一重物，杠杆在图示位置平衡，请作出最小动力 F1 的示意图和阻力的力臂 ． 【答案】如图所示 【解析】要使动力最小，则力臂最大，以 OA 为最大力臂，则动力 F1 过 A 点且垂直 OA 向下；过 O 点作垂直 于阻力作用线的垂线段即为阻力臂 l2，注意标上垂直符号。 29．(2019·铜仁)一个工人站在地面上，使用如图 2 所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的 自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。 【答案】见解析 【解析】与动滑轮连接的绳子能分担物体的重力，所以与动滑轮相连的绳子的股数越多越省力，但还要注 意对拉力方向的要求。 要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面 的动滑轮，如图所示： 30．(2019·辽阳)如图甲是爆米花锅，锅盖被锁扣紧锁在锅口。为了方便打开锅盖，爆米花师傅在锁扣上 加装一个钢管，与锁扣构成杠杆 AOB，扳动钢管的 A 点，就能打开锁扣。图乙是其简化图，O 为支点，F2 是 阻力。请在乙图中画出打开锅盖时： （1）阻力 F2 的力臂 l2。 （2）作用在 A 点的最小动力 F1 及其力臂 l1。 2l15 【答案】见解析 【解析】（1）过支点 O 做 F2 的作用线的垂线，即为阻力臂 l2； （2）由杠杆平衡条件 F1 L1＝F2 L2 可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点 在 O 点，因此 OA 作为动力臂时最长；动力的方向应该向左，过点 A 垂直于 OA 向左作出最小动力 F1 的示意 图。如下图所示： 31．(2019·湘西)图中为一杠杆，画出 F1 的力臂 l1； 【答案】见解析 【解析】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点；②确定力的作用点和力的方向，画出 力的作用线；③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。 找出支点 O，反向延长力 F1 画出力的作用线，然后从支点 O 向力 F1 的作用线作垂线段，即为 F1 的力臂 l1， 如图所示： 32．（2019·本溪）如图甲所示是一个“ 瓷砖定位器”，使用时用手压手柄，此时的手柄 AOB 可视为一个 杠杆，图乙是其简化示意图，图中 O 为支点，F2 是使用“ 定位器” 时 B 点受到的阻力。请在图乙中画出： （ 1）阻力臂 l2。 （ 2）作用在 A 点的最小动力 F1 及其力臂 l1。16 【答案】见解析 【解析】 （ 1）从支点 O 作动力 F2 作用线的垂线， 支点到垂足的距离为动力臂 l2； （ 2）由杠杆平衡条件 F1 L1＝ F2 L2 可知， 在阻力跟阻力臂的乘积一定时， 动力臂越长，动力越小； 图中 支点在 O 点， 因此 OA 作为动力臂 l1 最长； 动力的方向应该向下， 过点A 垂直于 OA 向下作出最小动力 F1 的示意图， 如图所示： 33． (2019·淮安)画出图丁中滑轮组提升物体最省力的绕绳方法。 【答案】 【解析】图中只有一个动滑轮和一个定滑轮，要求最省力，则由 3 段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法； 根据“奇动偶定”原则，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示。 34．(2019·盐城) 在图甲中画出力 F 的力臂。 【答案】17 【解析】力臂是支点到力的作用线的距离，所以从支点 O 作 F 作用线的垂线段，该垂线段就为 F 的力臂 l， 如上图所示。 35.（2019·兰州）如图所示为“探究杠杆平衡条件”的实验示意图，O 点为杠杆的支点，请画出杠杆左侧 钩码所受重力的示意图和弹簧测力计施加拉力的力臂 L1。 【答案】如图所示 【解析】 （1）测力计对杠杆的拉力作用在C点，拉力的方向斜向右下方，过支点O作这条拉力作用线的垂线段，即拉 力的力臂L1。 （2）重力的方向是竖直向下的，过物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为其所受 重力的示意图。如图所示： 36．(2019·陕西)在图所示杠杆的 A 点，画出使杠杆在水平位置平衡时最小拉力 F 的示意图及其力臂 L。 【答案】 【解析】要画最小的拉力 F，需要找到最长的力臂，最长的力臂是 OA，它与力的作用线垂直。 O A O A F L18